Frage von mimoanime456, 71

Welche ist die Kraft und welche die Gegenkraft?

Also ich schreibe am Donnerstag Physik und hab' da so ein Beispiel. Also ein Eisenkörper wurde auf ein Lineal gestellt, und durch die hohe Anziehungskraft verbiegt sich das Lineal. Jetzt weiß ich, dass der Körper eine Kraft auf das Lineal ausübt, aber stimmt es, dass das Lineal eine Kraft auf den Eisenkörper ausübt damit das Lineal nicht zerbricht, und welches ist die Kraft und welche die Gegenkraft? Danke im Voraus

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 11

Rein prinzipiell kann man Kraft und Gegenkraft wählen, wie es einem in den Sinn kommt, sie sind ja schließlich gleich groß.

Üblicherweise nimmt man aber eine praktische Lösung, die man sich gut vorstellen kann.

Hier würde man sagen, die Gewichtskraft des Eisens ist die Kraft. Diese Kraft verbiegt das Lineal, weil dieses lange elastische Fasern aus Holz (Zellulose) oder Kunststoff enthält. Da die Fasern elastisch sind, geben sie nach, üben aber die Gegenkraft aus. Sie nehmen einen Teil der potentiellen Energie des Eisens (Lageenergie) auf und speichern sie in einer anderen Form der potentiellen Energie, der Spannenergie.

Wäre das Lineal nicht elastisch (federnd) und z.B. aus Knete, würde die Knete nachgeben, aber keine Gegenkraft ausüben.

Hättest du eine dünne spröde Glasplatte, die nicht elastisch ist, würde diese schon beim Abstellen desd Eisens (Kraftspitze) brechen und dann wäre es mit Gegenkraft auch nichts mehr.

Weder Knete noch Glas können Energie in nennenswertem Maße speichern, indem sie sich verformen, weil sie keine elastischen Fasern haben.

Überdehnt man jedoch die Fasern, können sie reißen und das Lineal bricht.


Antwort
von PeterKremsner, 42

Wenn das System in Ruhe ist, dann übt das Lineal auf den Eisenkörper die selbe Kraft aus, wie der Eisenkörper auf das Lineal.

Actio est reactio.

Wenn die Kräfte nicht gleich groß wären, würde auf die Körper eine Beschleunigung wirken F=m*a und somit würde es zu einer Bewegung kommen.

Kommentar von mimoanime456 ,

Und deswegen zerbricht das Lineal nicht?

Kommentar von PeterKremsner ,

Nein zerbrechen tut das Lineal nicht, weil der Kunststoff die Kraft eben noch aushält.

Auf Molekularer Ebene bedeutet dass das die Bindungskräfte zwischen den Molekülen größer als die Kraft die von außen wirkt.

Wenn die äußere Kraft größer die Bindungskräfte ist dann zerbricht das Lineal.

Kommentar von Jackie251 ,

Das ist dann aber schon ins Falsche vereinfacht.

Die erforderliche Bindungskraft ist sehr sehr viel größer, als die einwirkende Kraft. Beide Kräfte haben ja völlig unterschiedliche Wirkungslinien und heben sich daher nicht gegenseitig auf.

Kommentar von PeterKremsner ,

Ja es kommt im Endeffekt auf die gesamte Resultierende Kraft auf die Bindung an, die natürlich nicht alle in der selben Richtung liegen, im Endeffekt müsste man die Projektion der Einwirkenden Kraft auf die Bindungskräfte nehmen.

Es darauf an wie viel Energie so eine Bindung aufnehmen kann bis sie aufgebrochen wird.

Kommentar von IndyJunior ,

Es zerbricht nicht da es das Gewicht des Eisenkörper verteilt

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 18

Zunächst einmal üben jede und Eisenstück eine Kraft aufeinander aus, sie sie aufeinander zu beschleunigt. DAS ist die Anziehungskraft. Aufgrund ihrer viel größere Masse reagiert halt die Erde kaum auf die Schwerkraft.

Das Lineal ist im Weg, und so übt das Eisenstück seine Gewichtskraft auf das Lineal aus.

Natürlich übt das Lineal auf das Eisenstück eine Kraft aus, aber nicht "um… zu… " oder "damit… ", sondern WENN es nicht zerbricht. Die Biegung setzt das Lineal unter Spannung, die zweierlei bewirkt:

Sie stellt die strukturelle Integrität des Lineals auf die Probe und führt zugleich - falls das Lineal die Probe besteht - zu einer Rückstellkraft, die der Gewichtskraft des Eisenstückes entgegenwirkt. So entsteht ein stationärer Zustand

Antwort
von Jackie251, 20

Die Beschleunigung wirkt natürlich immer auf die Eisenmassen. Durch die Erdanziehungskraft g möchte die Masse beschleunig werden. Dies ist die einwirkenden Kraft , und diese ist permanent vorhanden.

Das Linieal biegt sich durch, wodurch es an der Oberseite gestaucht wird, während die Unterseite gestreckt wird. Das Material des Lineals reagiert hier elastisch (wie eine Feder) und die Kraft des Lineals ergibt sich aus der aufgezwungengen Dehnung. Dies ist die Reaktion, welche auch nur innere Kraft ist. Sofern die einwirkende Kraft entfernt wird, verschwindet auch die Innere Kraft - es muss also nie das Gleichgewicht gegen die innere Kraft hergestellt werden.

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